CN103484660B - 一种强化高比例铁精矿烧结的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强化高比例铁精矿烧结的方法，将烧结原料分为两部分物料进行制粒，第一部分物料是从烧结原料中分出部分铁精矿、生石灰和焦粉进行第一段制粒，然后与第二部分物料一起再进行第二段制粒，第二部分物料包括部分铁精矿、生石灰、焦粉以及粉矿、石灰石、白云石和返矿。通过将精矿、生石灰、焦粉在两部分物料中的合理分配，达到强化制粒和烧结成矿的目的。针对铁精矿比例占铁矿总质量50～70%的烧结，应用强化技术后，烧结机利用系数提高了0.05～0.3t/（m2·h），烧结矿成品率提高了1～4%、转鼓强度提高0.5～4%，改善了高比例铁精矿烧结的产量、质量指标。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁精矿烧结的方法，特别是涉及一种强化高比例铁精矿烧结的方法。
技术背景
近年来，我国钢铁工业飞速发展，巨大的钢铁产量消耗了巨额的铁矿石资源。当前，我国优质铁矿资源日益短缺，主要依赖于从国外进口。但进口铁矿石价格高、运输成本高，不利于我国钢铁企业降本增效。因此，提高我国自有资源的开发和利用效率是增强我国钢铁工业竞争力的重要举措。
我国是世界铁矿资源大国，铁矿资源保有储量占世界的10%左右，居世界第四位，但我国铁矿资源品位低，氧化矿、多金属伴生矿多，难选矿多，绝大数铁矿石需经复杂磨选工艺处理，因而开发利用的程度较低。近年来，随着交通运输条件的改善和采选技术的进步，我国加快了铁矿资源的开发利用。对于磁铁矿资源，由于细筛再磨多段选矿和磁滑轮等新技术的诞生，使得品位20%左右的磁铁矿资源也普遍得到开发利用。而对于赤铁矿资源，经过多年的选矿攻关，选矿工艺和技术均取得了重大突破，赤铁矿选矿指标大大改善。目前，我国现有资源总量的80％可转化为基础储量，一些难采难选矿如安徽霍丘、新疆磁海、云南大红山、内蒙古黄岗、马钢高村、涞源独山城铁矿、山西袁家村铁矿等得到有效开发利用。
我国低品位铁矿选矿后，得到的主产品是细粒铁精矿（一般粒度为-0.5mm以下）。我国综合精矿品位达到63%以上，其中磁铁矿精矿品位多年一直保持在66%以上，最高达到68.3%，除多金属共、伴生矿外，其它类型的铁精矿品位均达到66％左右，各类杂质含量也有大幅度下降。国产铁精矿含铁品位与进口铁矿石已经基本没有差距，因此，充分利用好细粒铁精矿对我国钢铁工业的发展意义重大。
烧结是我国铁矿造块的主要方法，高炉炼铁的含铁炉料中75%以上为烧结矿。虽然球团更适合于处理细粒铁精矿，但由于烧结的加工成本更低，加上当前我国球团生产不能完全消化所有铁精矿，不少钢铁企业必须采用烧结工艺大规模利用细粒铁精矿，例如太钢、鞍钢、包钢、攀钢等烧结厂的铁精矿应用比例都在50%以上。但细粒铁精矿高比例应用于烧结，由于精矿粒度细，烧结料层透气性变差，烧结生产效率降低；且由于细粒精矿增多，细粒铁矿中熔剂的分布率降低，单位细粒铁矿与熔剂接触的几率减小，使得烧结过程物料间反应的难度增大，不利于液相和铁酸钙的生成，而精矿烧结需要生成更多的液相才能固结成强度好的烧结矿，因此当精矿比例太高时，烧结矿强度降低。
对于铁精矿烧结，为了改善铁精矿烧结原料透气性，通常采用添加粘结剂、添加生石灰、分割制粒及返矿预润湿等手段以强化精矿制粒。日本NKK开发了将细精矿预先成球的烧结新工艺(HPS)，并在日本福山550m2烧结机上进行生产，后来经我国钢铁研究总院改造，开发出适合我国实际情况的小球烧结工艺。但上述技术主要从制粒的角度进行强化，未能起到同时强化细粒精矿成矿的作用，因而烧结矿的强度得不到改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种改善高比例铁精矿烧结的产量、质量指标的强化高比例铁精矿烧结的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的强化高比例铁精矿烧结的方法，将烧结原料分为两部分物料进行制粒，第一部分物料是从烧结原料中分出部分铁精矿、生石灰和焦粉进行第一段制粒，然后与第二部分物料一起再进行第二段制粒，第二部分物料包括部分铁精矿、生石灰、焦粉以及粉矿、石灰石、白云石和返矿。
所述的铁精矿占铁矿石总质量的50～100%。
所述的铁精矿在两部分物料中的分配原则是使第二部分物料中-0.5mm粒级的铁精矿含量占物料重量的40～50%。
所述的生石灰在两部分物料中的分配原则是使第二部分物料中生石灰、石灰石、白云石、-0.5mm粒级铁矿石组成的原料Ca/Fe摩尔比值为0.3～0.4。
所述的焦粉在两部分物料中的分配原则是使第一部分物料中焦粉的含量为第二部分物料中焦粉含量的1/3～1/2。
所述的第一段制粒的方法是将分出的第一部分物料的铁精矿、生石灰和焦粉在圆筒混合机中制粒4～6min，控制水分使其长大成1～8mm的小球；或在圆盘造球机中制备成粒度为3～5mm的小球。
所述的第二段制粒的方法是将第一段制粒得到的小球与第二部分物料一起混合，在圆筒混合机中制粒3～6min。
采用上述技术方案的强化高比例铁精矿烧结的方法，通过将烧结物料分成两部分进行两段制粒，首先将第一部分物料预先制成球核，然后与第二部分物料一起再进行第二段制粒，不但使制粒小球长大，制粒后混合料平均粒径增大而提高混合料透气性，并通过调控熔剂在两次制粒物料中的分配比例，使制粒小球外层形成足够的液相黏结内层球核，因而提高烧结矿的强度。本发明的特点和有益效果：
（1）本发明通过第一段制粒，将部分精矿预先长大成小球，从而在第二段制粒过程中充当球核的作用，相比只有一段制粒工艺，两段制粒可促进混合料长大成球而改善混合料的透气性。
（2）本发明通过合理分配生石灰，改变两部分物料中CaO的分配，使第二部分物料中Ca/Fe的比值有利于液相的生成和铁酸钙的形成，从而使制粒小球间以及与第一部分物料形成的内层球核间有充足的液相固结，因而提高烧结矿的强度。
（3）本发明可根据铁精矿比例的高低，通过调整第一部分物料分出的比例而达到强化烧结的目的，其适应的范围广、调整方法简单。且本发明只需增加一个制粒圆筒或造球圆盘，虽稍增加了设备投资成本，但不会显著增加烧结的生产成本。
综上所述，由于上述作用，该强化技术应用到高比例铁精矿烧结，可提高烧结机利用系数0.05～0.3t/（m2·h），提高烧结矿的成品率1～4%、转鼓强度0.5～4%。本发明通过分段制粒促进高比例铁精矿成球并长大，并通过熔剂在两部分制粒物料中的合理分配强化烧结成矿，从而改善高比例铁精矿烧结的产量、质量指标。
具体实施方式
下面实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制发明的范围。
实例采用的铁矿石化学成分见表1，精矿比例从50%变化到100%，分别比较了3个配矿方案的烧结强化效果，各种配矿方案的铁矿石配比见表1。不同精矿比例条件下采用强化技术对烧结的影响见表2。
实施例1：
当铁精矿总量占铁矿石总量的50%时，将烧结原料分为两部分物料进行制粒，分出第一部分物料后，使第二部分物料中-0.5mm粒级的铁精矿含量占物料重量的40%，第二部分物料中生石灰、石灰石、白云石、-0.5mm粒级铁矿石组成的原料Ca/Fe摩尔比值为0.4，第一部分物料中焦粉的含量为第二部分物料中焦粉含量的1/2。将第一部分物料在圆筒混合机中制粒4min，制成1～8mm的小球；将第一段制粒得到的小球与第二部分物料一起混合，在圆筒混合机中制粒3min。通过实施上述强化措施后，烧结机利用系数提高了0.05t/（m2·h），成品率提高1.58%、转鼓强度提高0.7%。
实施例2：
当铁精矿总量占铁矿石总量的80%时，将烧结原料分为两部分物料进行制粒，分出第一部分物料后，使第二部分物料中-0.5mm粒级的铁精矿含量占物料重量的45%，第二部分物料中生石灰、石灰石、白云石、-0.5mm粒级铁矿石组成的原料Ca/Fe摩尔比值为0.35，第一部分物料中焦粉的含量为第二部分物料中焦粉含量的2/5。将第一部分物料在圆筒混合机中制粒6min，制成1～8mm的小球；将第一段制粒得到的小球与第二部分物料一起混合，在圆筒混合机中制粒5min。通过实施上述强化措施后，烧结机利用系数提高了0.11t/（m2·h），成品率提高3.02%、转鼓强度提高1.53%。
实施例3：
当铁精矿总量占铁矿石总量的100%时，将烧结原料分为两部分物料进行制粒，分出第一部分物料后，分出第一部分物料后，使第二部分物料中-0.5mm粒级的铁精矿含量占物料重量的50%，第二部分物料中生石灰、石灰石、白云石、-0.5mm粒级铁矿石组成的原料Ca/Fe摩尔比值为0.3，第一部分物料中焦粉的含量为第二部分物料中焦粉含量的1/3。将第一部分物料在圆盘造球机中制成3～5mm的小球；将第一段制粒得到的小球与第二部分物料一起混合，在圆筒混合机中制粒6min。通过实施上述强化措施后，烧结机利用系数提高了0.21t/（m2·h），成品率提高3.17%、转鼓强度提高3.07%。
表1原料化学成分及各个配矿方案中原料的配比
表2不同精矿比例条件下采用强化技术对烧结的影响
Claims (2)
1.一种强化高比例铁精矿烧结的方法，其特征是：针对铁精矿占铁矿石总质量的50～100％的烧结原料，将烧结原料分为两部分物料进行制粒，第一部分物料是从烧结原料中分出部分铁精矿、生石灰和焦粉进行第一段制粒，然后与第二部分物料一起再进行第二段制粒，第二部分物料包括部分铁精矿、生石灰、焦粉以及粉矿、石灰石、白云石和返矿；所述的铁精矿在两部分物料中的分配原则是使第二部分物料中-0.5mm粒级的铁精矿含量占物料重量的40～50％；所述的生石灰在两部分物料中的分配原则是使第二部分物料中生石灰、石灰石、白云石、-0.5mm粒级铁矿石组成的原料Ca/Fe摩尔比值为0.3～0.4；所述的焦粉在两部分物料中的分配原则是使第一部分物料中焦粉的含量为第二部分物料中焦粉含量的1/3～1/2。
2.根据权利要求1所述的强化高比例铁精矿烧结的方法，其特征是：所述的第一段制粒的方法是将分出的第一部分物料的铁精矿、生石灰和焦粉在圆筒混合机中制粒4～6min，控制水分使其长大成1～8mm的小球；或在圆盘造球机中制备成粒度为3～5mm的小球；所述的第二段制粒的方法是将第一段制粒得到的小球与第二部分物料一起混合，在圆筒混合机中制粒3～6min。
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